简易型异构控制网关的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种简易型异构控制网关，特征点是包括基于802.15.4无线通讯协议的第一及第二2.4G通讯模块、键盘、双串口数据透明传输模块、TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块和GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块；其中，第一2.4G通讯模块与键盘之间通过I/O接口连接，第一2.4G通讯模块和双串口数据透明传输模块之间通过1-WIRE协议连接，双串口数据透明传输模块分别与TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块和GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块电连接，第一及第二2.4G通讯模块与通过2.4G无线扩频通讯连接，第二2.4G通讯模块与被控对象电连接。其具有能够主动地把自身的状态数据上传到网络中及控制端种类丰富等优点。
【专利说明】简易型异构控制网关
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电子信息【技术领域】，尤其涉及一种无线和有线通讯协议兼容的简 易型异构控制网关。
【背景技术】
[0002] 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的 普通物理对象实现互联互通的网络。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络 的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
[0003] 国际、国内对物联网的定义并没有统一的标准，但是实质上都是要解决物品与物 品、人与物品、人与人之间的互连互通。要实现物联网，物体必须要能感知别人和被别人感 知，互相之间能够通讯。也就说物联网要解决两个问题，一个是物体要连入网络，一个是解 决不同结构、不同协议的网络直接的互连。对于第一个问题，一般是给物体配置RFID电子 标签，然后由RFID读写器对电子标签进行读写，但是RFID不能够主动给网络发送信息；对 于第二个问题，异构网络的通讯问题尚没有统一的处理办法，做不到不同的系统能够互联 互通。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种可以帮助物体连入一个异 构网络，这个异构网络包含了互联网、传统电信网和近距离个人无线局域网，在这个异构网 络中的物体可以实现互联互通的简易型异构控制网关。
[0005] 为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的，其是简易型异构控制网关，其特征 在于包括基于802. 15. 4无线通讯协议的第一 2. 4G通讯模块、基于802. 15. 4无线通讯协议 的第二2. 4G通讯模块、键盘、双串口数据透明传输模块、TCP网络数据与RS232接口数据透 明传输模块和GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块；其中，所述第一 2. 4G通讯模 块与键盘之间通过I/O接口连接，第一 2. 4G通讯模块和双串口数据透明传输模块之间通过 1-WIRE协议连接，所述双串口数据透明传输模块分别与TCP网络数据与RS232接口数据透 明传输模块和GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块电连接，第一 2. 4G通讯模块 与第二2. 4G通讯模块通过2. 4G无线扩频通讯连接，所述第二2. 4G通讯模块与被控对象电 连接，TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块与电脑控制端通过TCP/IP互联网协议 进行通讯连接，GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块与手机控制端通过GPRS电 信协议进行通讯连接。
[0006] 所述双串口数据透明传输模块包括单片机和电平转换芯片，所述单片机具有两个 串口接口，电平转换芯片负责把串口接口的TTL电平和RS232电平的接口信号进行转换； 电平转换芯片的两个串口接口分别与模块TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块 和GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块电连接，单片机通过1-WIRE协议和第一 2. 4G通讯模块连接。
[0007] 所述第一 2. 4G通讯模块及第二2. 4G通讯模块的型号均为CC2530。
[0008] 所述TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块为USR-TCP-232-2设备。
[0009] 所述GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块电连接为USR-GPRS232-701 设备。
[0010] 所述单片机的型号为MC9S08AC16,所述电平转换芯片的型号为MAX232。
[0011] 本实用新型与现有技术相比具有如下优点为：
[0012] (1)被控对象通过基于802. 15. 4无线通讯协议的第二2. 4G通讯模块接入网络，能 够主动地把自身的状态数据上传到网络中；
[0013] (2)控制端种类丰富，控制端的包含了互联网、电信网和2. 4G个人无线局域网三 种类型；
[0014] (3)当控制端采用2. 4G个人无线局域网不需要支付额外的运行费用；
[0015] (4)异构控制网关解决了不同网络之间的通讯问题，处理过程对用户来说是透明 的，降低了用户的实用的难度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型的组成框图；
[0017] 图2是本实用新型的双串口数据透明传输模块的组成框图；
[0018] 图3是本实用新型的具体硬件组成图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明。在此需要说明的是， 对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此 夕卜，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲 突就可以互相结合。
[0020] 在本实用新型的描述中，术语"第一"及"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指 示或暗示相对重要性。
[0021] 如图1所示，其是一种简易型异构控制网关，包括基于802. 15. 4无线通讯协议的 第一 2. 4G通讯模块11、基于802. 15. 4无线通讯协议的第二2. 4G通讯模块3、键盘12、双串 口数据透明传输模块13、TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块14和GPRS无线数 据与RS232接口数据透明传输模块15 ;其中，所述第一 2. 4G通讯模块11与键盘12之间通 过I/O接口连接，第一 2. 4G通讯模块11和双串口数据透明传输模块13之间通过1-WIRE 协议连接，所述双串口数据透明传输模块13分别与TCP网络数据与RS232接口数据透明传 输模块14和GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块15电连接，第一 2. 4G通讯模 块11与第二2. 4G通讯模块3通过2. 4G无线扩频通讯连接，所述第二2. 4G通讯模块3与 被控对象4电连接，TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块14与电脑控制端21通 过TCP/IP互联网协议进行通讯连接，GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块15与 手机控制端22通过GPRS电信协议进行通讯连接。
[0022] 工作时，远程电脑控制端21要控制被控对象4时，首先把控制指令通过TCP/IP协 议，也就是互联网，传送给TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块14, TCP网络数据 与RS232接口数据透明传输模块14接收到数据后通过RS232接口透明的发送给双串口数 据透明传输模块13 ;双串口数据透明传输模块13接收到数据后通过1-WIRE协议透明的传 输给基于802. 15. 4无线通讯协议的第一 2. 4G通讯模块11 ;第一 2. 4G通讯模块11接收到 数据后再利用2. 4G扩频通讯传输到基于802. 15. 4无线通讯协议的第二2. 4G通讯模块3， 第二2. 4G通讯模块3根据受到的指令对被控对象4直接进行控制。
[0023] 手机控制端22要控制被控对象4时，首先把控制指令通过GPRS协议，传统电信 网中的一种，传送给GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块15 ;GPRS无线数据与 RS232接口数据透明传输模块15接收到数据后通过RS232接口透明的发送给双串口数据透 明传输模块13 ;双串口数据透明传输模块13接收到数据后通过1-WIRE协议透明的传输给 基于802. 15. 4无线通讯协议的第一 2. 4G通讯模块11 ;第一 2. 4G通讯模块11接收到数据 后再利用2. 4G扩频通讯传输到基于802. 15. 4无线通讯协议的第二2. 4G通讯模块3,第二 2. 4G通讯模块3根据受到的指令对被控对象4直接进行控制。
[0024] 工作时，还可以通过该键盘12,直接控制被控对象4。用户操作键盘12时，基于 802. 15. 4无线通讯协议的第一 2. 4G通讯模块11可以直接获得该操作的指令，然后第一 2. 4G通讯模块11把该指令利用2. 4G扩频通讯传输到基于802. 15. 4无线通讯协议的第二 2. 4G通讯模块3,第二2. 4G通讯模块3根据受到的指令对被控对象4直接进行控制。
[0025] 工作时，被控对象4也可以主动把自身的状态传送给电脑控制端21和手机控制端 22。被控对象4把自身的状态数据直接传到基于802. 15. 4无线通讯协议的第二2. 4G通讯 模块3，第二2. 4G通讯模块3立即通过2. 4G扩频通讯协议把该数据传输给基于802. 15. 4 无线通讯协议的第一 2. 4G通讯模块11 ;第一 2. 4G通讯模块11收到数据后通过1-WIRE协 议透明的传输给双串口数据透明传输模块13 ;双串口数据透明传输模块13通过两个串口 分别把数据透明传到TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块14和GPRS无线数据与 RS232接口数据透明传输模块15 ;TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块14收到数 据后通过TCP/IP协议传输给电脑控制端21 ;GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模 块15收到数据后通过GPRS协议传输给远程手机控制端2。
[0026] 在本实施例中，如图2所示，所述双串口数据透明传输模块13包括单片机和电 平转换芯片，所述单片机具有两个串口接口，电平转换芯片负责把串口接口的TTL电平和 RS232电平的接口信号进行转换；电平转换芯片的一个串口接口通过具有九口串口的第一 座子与模块TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块14电连接，电平转换芯片的另一 个串口接口通过具有九口串口的第二座子与GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模 块15电连接，单片机通过1-WIRE协议和第一 2. 4G通讯模块11连接。所述单片机的型号 为MC9S08AC16,所述电平转换芯片的型号为MAX232。MC9S08AC16是飞思卡尔公司一款高 性能的8位单片机，包含两路独立的的串行通信接口模块，刚好可以用来连接TCP网络数据 与RS232接口数据透明传输模块14和GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块15。 MAX232的作用是把串行通信接口中的TTL电平信号转换成RS232电平信号，或者把RS232 电平信号转换成TTL电平信号。
[0027] 在本实施例中，如图3所示，所述第一 2. 4G通讯模块11及第二2. 4G通讯模块3的 型号均为 CC2530。CC2530 是 TI 公司专门为 IEEE 802. 15. 4、Zigbee 和 RF4CE 等 2. 4G 无线 应用设计的射频芯片，在业界同类产品中处于领先地位。由于其内部包含了标准的增强型 8051单片机，非常方便用户定制自己的应用。本实用新型中，在射频芯片CC2530和ΤΙ公司 提供的简易型IEEE 802. 15. 4协议栈的基础上，结合具体的应用，设计出基于802. 15. 4无 线通讯协议的2. 4G通讯模块。第一 2. 4G通讯模块11和双串口数据透明传输模块13利用 1-WIRE协议进行通讯，1-WIRE是达拉斯半导体公司的一项专有技术，该协议通信只需要一 条总线，具有节省I/O 口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。第 一 2. 4G通讯模块11的主要作用是作为控制端和被控对象通讯的桥梁，负责两者之间的数 据交换。
[0028] 在本实施例中，如图3所示，所述TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块14 为USR-TCP-232-2设备。USR-TCP-232-2是济南有人物联网技术有限公司的一款产品，主 要是实现RS232串行接口和TCP/IP网络通信接口的转换，即把接收到的TCP网络数据通过 RS232接口透明的发送出去，或者把接收到的串口数据通过TCP/IP协议接口透明的发送出 去，实现两种接口之间的相互转换。
[0029] 在本实施例中，如图3所示，所述GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块 15电连接为USR-GPRS232-701设备。USR-GPRS232-701是济南有人物联网技术有限公司的 另一款产品，是专门用于把RS232串口数据和IP数据进行转换的无线终端设备，即把接收 到的GPRS无线数据通过RS232接口透明的发送出去，或者把接收到的串口数据通过GPRS 协议接口透明的发送出去，实现两种接口之间的相互转换。
[0030] 在本实施例中，如图3所示，所述键盘12由一个4X4的按键矩阵组成，共16个按 键，按键矩阵的行列信号直接和模块11的CC2530中的8051单片机的I/O 口连接。
[0031] 以上结合附图对本实用新型的实施方式作出详细说明，但本实用新型不局限于所 描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和宗旨的 情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本实用新型的保护范围 内。
【权利要求】
1. 一种简易型异构控制网关，其特征在于包括基于802. 15. 4无线通讯协议的第一 2. 4G通讯模块（11)、基于802. 15. 4无线通讯协议的第二2. 4G通讯模块（3)、键盘（12)、双 串口数据透明传输模块（13)、TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块（14)和GPRS 无线数据与RS232接口数据透明传输模块（15);其中，所述第一 2. 4G通讯模块（11)与键盘 (12)之间通过I/O接口连接，第一 2. 4G通讯模块（11)和双串口数据透明传输模块（13)之 间通过1-WIRE协议连接，所述双串口数据透明传输模块（13)分别与TCP网络数据与RS232 接口数据透明传输模块（14)和GPRS无线数据与RS232接口数据透明传输模块（15)电连 接，第一 2. 4G通讯模块（11)与第二2. 4G通讯模块（3)通过2. 4G无线扩频通讯连接，所述 第二2. 4G通讯模块（3)与被控对象（4)电连接，TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模 块（14)与电脑控制端（21)通过TCP/IP互联网协议进行通讯连接，GPRS无线数据与RS232 接口数据透明传输模块（15 )与手机控制端（22 )通过GPRS电信协议进行通讯连接。
2. 根据权利要求1所述的简易型异构控制网关，其特征在于所述双串口数据透明传输 模块（13)包括单片机和电平转换芯片，所述单片机具有两个串口接口，电平转换芯片负责 把串口接口的TTL电平和RS232电平的接口信号进行转换；电平转换芯片的两个串口接口 分别与TCP网络数据与RS232接口数据透明传输模块（14)和GPRS无线数据与RS232接口 数据透明传输模块（15)电连接，单片机通过1-WIRE协议和第一 2. 4G通讯模块（11)连接。
3. 根据权利要求1所述的简易型异构控制网关，其特征在于所述第一 2. 4G通讯模块 (11)及第二2. 4G通讯模块（3)的型号均为CC2530。
4. 根据权利要求1所述的简易型异构控制网关，其特征在于所述TCP网络数据与 RS232接口数据透明传输模块（14)为USR-TCP-232-2设备。
5. 根据权利要求1所述的简易型异构控制网关，其特征在于所述GPRS无线数据与 RS232接口数据透明传输模块（15)电连接为USR-GPRS232-701设备。
6. 根据权利要求2所述的简易型异构控制网关，其特征在于所述单片机的型号为 MC9S08AC16,所述电平转换芯片的型号为MAX232。
【文档编号】H04L12/66GK203872196SQ201420124296
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】蔡泽凡, 杨小东, 周虹, 宋玉宏, 余志鹏 申请人:顺德职业技术学院